• 自适应数据通道，自动添加线名

• 支持超大数据量显示不卡顿

• 支持各种波特率

• 界面美观，性能强

• PID调试神器

• 鼠标操作非常方便

• 发送到上位机的数据类型只能是 float 型 ！！！

开发环境

• QT5.9.8

项目开源仓库链接

• github：https://github.com/syuan7/y-serialplot
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发送命令包括：按下相应的快捷键，鼠标点击发送按钮，输入指令后按下返回按钮。使用起来更方便。

• 有线连接

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设备正确连接后，需要根据本通信协议在设备中编写波形发送程序，以显示数据波形。

通信协议分为两段，以自动适应波形通道的名称。

• 注意：软件和STM32采用小端模式。

• 第一段：name字段

  	帧头	ch1的名称	分隔符	ch2的名称	分隔符	chn的名称	帧尾
  字符	AABBCC	name1	,	name2	,	…	CCBBAA
  备注		任何长度的字符串都不能用中文使用	英文逗号	任何长度的字符串都不能用中文使用	英文逗号	…

  例：AABBCCch1,ch2,ch3CCBBAA

• 第二段：数据字段

  	帧头	ch1的数据	ch2的数据	chn的数据	帧尾
  字符	DDEEFF	123	123	…	FFEEDD
  备注		数据类型为上位机设置的类型	所有通道数据类型一致	所有通道数据类型一致

例：DDEEFF12asdfas#@#$345678FFEEEDD

中间一段莫名其妙的字符，应该可以在第4节的发送函数中得到答案。

• 本协议根据下位机的分析程序确定，只要能正确分析，就可以决定发送什么。

• 说明这里提供的STM32示例程序中使用的通信协议。

  	控制字段	分隔符	数据1	分隔符	数据2	分隔符	数据3	结束控制符
  字符	3个char	=	1个float	英文 ,	1个float	英文 ,	1个float	#

例：PID=10.21,21.21,13.31#

直接输入浮点数就行，下位机中使用C语言的标准库进行格式化。

在软件包中提供了STM32F103的示例工程。默认使用本软件的同学有STM32或者单片机开发基础。所以就不介绍工程结构和串口初始化部分的程序。没有基础的同学可以可以自行学习一下。

下面主要介绍波形发送、命令接受的程序。

例程中使用的是 STM32 的串口1进行数据收发。

1. 波形发送业务代码

void send_wave(void)
{ 
        
  //定义通道名帧头帧尾
  u8 frameNameHead[] = "AABBCC";
  u8 frameNameEnd[] = "CCBBAA";
  
  //定义数据帧头帧尾
  u8 frameDataHead[] = "DDEEFF";
  u8 frameDataEnd[] = "FFEEDD";
  
  //定义通道名
  u8 name[] = { 
        "sin(x),cos(x),cos(2x),2cos(x),P,I,D"};
  
  //赋值数据
  float channels[7];
  channels[0] = datas[0];
  channels[1] = datas[1];
  channels[2] = datas[2];
  channels[3] = datas[3];
  channels[4] = cmd_P;
  channels[5] = cmd_I;
  channels[6] = cmd_D;
  
  
  //通过串口1，向上位机发送数据
  usart_senddatas(USART1,frameNameHead,sizeof(frameNameHead)-1);
  usart_senddatas(USART1,name,sizeof(name)-1);
  usart_senddatas(USART1,frameNameEnd,sizeof(frameNameEnd)-1);
  
  usart_senddatas(USART1,frameDataHead,sizeof(frameDataHead)-1);
  usart_senddatas(USART1,(u8*)channels,sizeof(channels));
  usart_senddatas(USART1,frameDataEnd,sizeof(frameDataEnd)-1);
  
}

12行的通道名称，是一个字符串，不同通道之间以 英文逗号, 间隔，上位机中设置了多少个通道就写多少个名字。

15行定义了发送的数据数组，数组类型需要和上位机中设置的类型一样一致。数组成员数量需要和上位机中设置的通道数量一致。

16~19行对数组赋值。数据是 getdatas() 函数生成的三角函数。

20~22行对数组赋值。数据是 get_cmd() 函数获取的上位机设置的PID数值。

26~32行使用串口1，通过数据指针将数据发出。usart_senddatas（） 函数是自己是自己实现的串口多字节发送函数。

1. 波形发送驱动

void usart_senddatas(USART_TypeDef* USARTx,u8* addr,int size)
{ 
        
  while(size--) //判断数据发送完没有
  { 
        
    while(USART_GetFlagStatus(USARTx,USART_FLAG_TC) == RESET);//等待上一个byte的数据发送结束。
    USART_SendData(USARTx,*addr);//调用STM32标准库函数发送数据
    addr++; //地址偏移
  }
}

1. 接收驱动（串口中断函数）

• 这个函数不需要我们调用它，它会在单片机串口每接收到1Byte数据时自动调用。比如发了发送一个 hello 字符，单片机就会自动调用5次这个函数。

• 接受到的字符会存在 usart_readbuff 数组中，当接收到 # 时，会停止将数据保存到数组，并且置位 usart_readok ，直到我们处理了这一帧数据。

• 使用这种方法会让程序有层次性，但是会出现数据阻塞（必须要处理了上一帧数据才会接收下一帧数据）。

char usart_readbuff[30] = { 
        0}; //串口接受缓存数组
u8 usart_readok = 0; //一帧数据处理标志
void USART1_IRQHandler(void)                  //串口1中断服务程序
{ 
        
  u8 temp;
  static u8 count = 0;  // 接收数组控制变量
  if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  //判断是否为接收中断
  { 
        
    temp = USART_ReceiveData(USART1);  //读取接收到的数据,并清除中断标志
    if(temp == '#' && usart_readok == 0) 
    { 
        
      usart_readbuff[count] = '#';
      usart_readok = 1;
      count = 0;
    }
    else if(usart_readok==0)
    { 
        
      usart_readbuff[count] = temp; //保存接收到的数据到接收缓存数组
      count++; //数组下标切换
      if(count >= 30) // 防止数据越界
        count = 0;
    }
  }
}

1. 解析函数

• 关于 sscanf()和memset() 函数大家自行了解。

• 第6行的 "%3s=%f,%f,%f#" 字符格式化，和第3.2节的接受函数对应。

u8 usart_get_data(char *cmd,float *d1,float *d2,float *d3)
{ 
        
  u8 flag = 0;
  if(usart_readok == 1)
  { 
        
    if(sscanf(usart_readbuff,"%3s=%f,%f,%f#",
                      cmd,d1,d2,d3)==4)
    { 
        
      flag = 1;
    }
    //清除接收完成标志
    memset(usart_readbuff,0,sizeof(usart_readbuff));
    usart_readok = 0;
  }
  return flag;
}

1. 接收的业务代码

void get_cmd(void)
{ 
        
  char u_buff[10];
  float u_d1,u_d2,u_d3;
  if(usart_get_data(u_buff,&u_d1,&u_d2,&u_d3))
  { 
        
    if(strcmp(u_buff,"PID") == 0) //比较命令控制字符是否为PID
    { 
        
      cmd_P = u_d1;
      cmd_I = u_d2;
      cmd_D = u_d3;
    }
  }
  memset(u_buff,0,sizeof(u_buff));
}

• 这个函数只是为了在这个示例程序中产生一个波形给大家看。实际使用时用需要观察的数据即可。

void getdatas(void)
{ 
        
  static float x = 0.00f * PI;
  datas[0] = sinf(x);
  datas[1] = cosf(x);
  datas[2] = cosf(2 * x);
  datas[3] = 2 * cosf(x);
  
  x += 0.05f * PI;
}

需要二次开发请在文章开头，贴的开源仓库连接中拉取项目。

• 开发环境为 QT5.9.8 + QT Creator

• 编译链为 MinGW（MSVC也可以）

• 项目是在Windows 10系统中开发的。

拉取项目后在下图框选的文件夹中使用 QT Creator 打开.pro文件即可进行二次开发。